ICP-MS测定《全国土壤污染状况详查》项目中14种元素

本文建立了电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)同时测定土壤中14种元素的分析方法,14种元素的方法检出限均满足同类分析标准要求.使用本方法分析了10种土壤和沉积物标准物质,其测定值均在参考范围之内.应用该方法连续分析土壤标准物质4.5 h,14种元素的相对标准偏差(RSD)均小于5%,回收率在90%—107%.通过高基体进样系统(HMI)的使用,增强了ICP-MS对复杂基体的耐受性,大大延长了仪器的维护周期,实现了与火焰原子吸收分光光度法(FAAS)和电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)样品前处理方法的一致性.为提高土壤样品前处理效率,本文还探索了三酸"快速浸提法",并利用10种土壤标准物质验证了该方法的准确性.     

攀枝花市水系沉积物与土壤中重金属的地球化学特征比较

水系沉积物和土壤都是表生作用的产物,是环境中污染物质的重要受纳体,但两者在物质来源和受纳污染物方面又有不同。重金属通过不同方式进入到水系沉积物和土壤之中产生污染,对于区域环境具有重要的影响。为了了解攀枝花市水系沉积物和土壤中重金属元素地球化学特征的异同和污染状况,在攀枝花市范围内系统采集了水系沉积物和土壤样品,从环境地球化学角度,应用地球化学方法研究了攀枝花市水系沉积物及土壤中重金属的地球化学特征,应用地质累积指数法评价了污染情况,并对二者进行了比较研究。结果表明,攀枝花市水系沉积物中重金属的含量普遍高于土壤;水系沉积物和土壤中重金属的分布具有相似的特征;水系沉积物中重金属的污染程度高于土壤,但总体上来说,重金属的污染程度较小。两者的污染程度不同是因为接受污染物的方式不同;两者的分布趋势相同,说明具有相同或相近的污染来源。     

微波消解ICP-AES法测定土壤中的多种金属元素

采用微波消解法消解环境土壤标准物质NIST2710、NIST2711和ESS-4,使用ICP-AES双向观测法进行测定,采用了内标校正和元素间校正两种校正方法解决了土壤样品基体复杂、共存元素干扰大的难题,研究了土壤中多元素同时测定的分析方法.实验结果表明,土壤中的As、Cd、Co、Cr、Cu、Ni、Pb、V和Zn等多种元素的测定值与给定的标准值吻合,该方法线性相关系数大于0.99997,完全能满足土壤分析要求.     

山西省稷山和永济两地矮牡丹体内无机元素含量的比较

采用原子吸收分光光度法和比色法测定了山西省稷山和永济两地区矮牡丹体内和生境土壤中的10种元素(K、Mg、Mn、Fe、Ni、Zn、Cu、Cd、Cr、Pb),分析比较了各种元素在不同地区矮牡丹体内和生境土壤中的分布规律及不同地区矮牡丹对无机元素的吸收富集能力.结果表明,两地区矮牡丹体内和生境土壤中无机元素含量无显著性差异;土壤及植株不同器官间元素含量也无显著性差异;两地区矮牡丹对不同元素的富集系数有显著差异,差异主要表现在对Cd(永济0.457,稷山0.213)和Ni(永济0.093,稷山0.167)的富集上,植株不同器官之间的富集系数无显著差异.表4参9     

二乙烯三胺五乙酸(DTPA)提取ICP-AES法测定土壤中有效态元素

本文参考《土壤有效态元素的测定二乙烯三胺五乙酸提取/电感耦合等离子体原子发射光谱法》最新环境验证标准和《ISO 14870—2001》方法标准,采用二乙烯三胺五乙酸(DTPA)作为提取剂,提取土壤中有效态铜、铁、锰、锌、镉、铬、镍和铅等元素并使用ICP-AES法进行了测定.该前处理方法不同于传统的元素全量消解方法,无需添加高腐蚀性、高氧化性的强酸.实验结果表明,方法线性相关系数良好,r0.9999,精密度RSD0.7%,测定结果与土壤标准物质GBW07414a中的有效态元素标准值吻合.     

ICP-OES测定《全国土壤污染状况详查》项目中9种金属元素

本文建立电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)同时测定土壤中Be、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、V、Zn9种金属元素的分析方法,分析方法检出限满足详查项目所规定分析标准HJ781—2016的要求.使用该方法分析了多种土壤/沉积物标准物质,其测定值均在参考范围以内.应用该方法连续分析土壤标准物质3 h,9种元素的相对标准偏差(RSD)均小于3.5%.该方法准确性高,稳定性好,适合分析常规的土壤样品.结合现有的土壤前处理方法,本文还探索了快速浸提法,并将该方法应用于多种土壤/沉积物标准物质的分析,为大批量样品的快速筛查提供了参考方案.     

泉州湾河口湿地秋茄红树林中重金属的分布、迁移和储量

分析了泉州湾洛阳江河口湿地秋茄林及其根际沉积物中重金属元素的含量及根际沉积物中酸可提取态重金属元素含量,讨论了秋茄林-沉积物系统中重金属元素的分布、富集与迁移特征及其在秋茄林中的储量.根际沉积物中重金属元素总量及酸可提取态含量的顺序分别为:Fe>Mn>Zn>V>Pb>Cr>Cu>Ni>Co>Cd和Fe>Mn>Zn>Pb>Cu>V>Cr>Ni>Co>Cd.与该海域应执行的《海洋沉积物质量标准》(GB1868—2002)一类标准限值相比,研究区沉积物中Zn、Pb、Cu、Cd、Cr的样品超标率分别为100%、100%、90%、70%和10%.相关性分析结果表明,根际沉积物中Cu、Zn、Pb、Cr、Co、Ni可能存在相同的人为源和相似的环境行为,而Fe、Mn的来源及行为与其它元素有较大不同.各元素在秋茄树各部位的平均富集系数均小于1.多数重金属元素在秋茄树不同部位的富集系数顺序为:根>叶>枝,Mn为:叶>枝>根,而Cu和Pb为:根>枝>叶.秋茄树中重金属元素从根到叶的平均迁移系数顺序为:Mn(7.44)>Zn(0.94)>Cu(0.71)>Cr(0.68)>Cd(0.63)>V(0.50)>Ni(0.46)>Co(0.41)>Pb(0.37)>Fe(0.21).     

二乙烯三胺五乙酸提取结合火焰原子吸收光谱法测定土壤中的有效态元素

参考《GB/T 23739—2009土壤质量有效态铅和镉的测定原子吸收法》方法标准,采用二乙烯三胺五乙酸(DTPA)作为提取剂,提取土壤中有效态Cd、Cu、Ni和Pb元素.该提取方法操作简单、快捷,不同于传统的元素全量消解方法,无需添加高腐蚀性、高氧化性的强酸.火焰原子吸收法测定具有操作性强、步骤简单、分析成本低、准确度高等优点.实验结果表明,该方法线性相关系数良好,r0.9995,精密度RSD2.5%,测定结果与土壤GBW07414a标准值吻合.     

电感耦合等离子体质谱测定水体中可溶性65种元素

本文建立了电感耦合等离子体质谱同时测定水体中65种元素的方法.65种元素的方法检出限为0.00009—1.75μg·L-1,线性相关系数均优于0.999.应用该方法连续3 h分析加标水样,65种元素的相对标准偏差(RSD)均小于3%.将本方法应用于GSBZ50009-88两个批次标准物质测定,其测定值均在参考范围之内,分析了4种环境水样,加标回收率为86%—114%.通过优化半定量校正系数,半定量分析也能得到与定量分析接近的准确度,结合ICP-MS定量和半定量同时分析的手段,可以为分析工作者在不增加工作量的前提下提供了更多有用的数据信息.     

吹扫捕集/气相色谱-原子荧光光度法测定土壤和沉积物中烷基汞

本文将原子荧光光谱检测技术与吹扫捕集/气相色谱检测技术联用,结合优化的碱性法消解前处理技术,建立了碱性法消解-吹扫捕集/气相色谱-原子荧光光谱(PT-GC-AFS)联用技术测定土壤和沉积物中烷基汞含量的方法,能够在一次分析中同时获得样品中甲基汞和乙基汞的含量.本文分别用酸性法和碱性法处理了沉积物标准样品ERM-CC580、沉积物实际样品和土壤实际样品,重点比较了本方法提出的碱性法消解和使用率较高的酸性法消解两种前处理方式.采用本方法处理实际样品进行了色谱分离研究,对低浓度的实际土壤样品进行了检出限实验,用3种不同浓度的沉积物和3种不同浓度的土壤样品验证了精密度,对沉积物标准参考物质ERM-CC580进行了测定,并用两种实际土壤样品和两种实际沉积物样品进行了加标回收率试验.实验表明,碱性法消解精密度和准确度优于酸性法消解,且步骤少、耗时短,使用的试剂种类少、毒性小,方法稳定性高、可操作性强,适用于分析测试实验室大量土壤/沉积物样品的烷基汞测定.采用碱性法消解土壤/沉积物样品,目标物实现完全分离,甲基汞、乙基汞的线性相关系数分别为0.9999、1.0000,最低检出限分别为0.02μg·kg~(-1)、0.10μg·kg~(-1)(取样量为0.50 g),样品分析甲基汞、乙基汞的RSD范围分别为1.0%—4.7%、2.5%—6.0%,加标回收率范围分别为85.1%—109%、90.3%—96.3%.     

不同酸化体系测定中国不同地区土壤重金属的比较研究

本文采用硝酸-氢氟酸-盐酸-过氧化氢(5∶1∶1∶1)的消解体系和硝酸-过氧化氢(6∶2)消解体系,均通过微波消解法和电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定土壤中的铬、镍、铜、锌、砷、镉、铅等7种元素.分析了来自全国不同地区的9种土壤与水系沉积物的质控样品,研究了全量微波消解酸体系对土壤中7种重金属测定的影响.结果表明,对于Cr和Pb元素,硝酸-过氧化氢消解体系可溶态元素的结果显著低于元素全量的结果,未加入氢氟酸,难以将硅晶格中的Cr和Pb析出.对于As元素,硝酸-氢氟酸-盐酸-过氧化氢消解体系的回收率略有偏高,推测其原因为盐酸引入的氯离子对ICP-MS的测定产生了质谱型干扰,因此消解体系应尽量避免引入氯.对于Ni、Cu和Zn的结果,硝酸-过氧化氢消解体系的回收率在75%—110%的范围,两种消解体系结果的偏差较小,硝酸-过氧化氢法测定的可溶态元素的结果可以较好的反映元素全量的水平.对比不同地区土壤的结果发现,除水系沉积物和砖红壤中的Pb及砖红壤中的Cr,土壤中部分Cr和Pb难以被硝酸-过氧化氢体系消解出来,在环境中处于稳定的状态,因此采用硝酸-过氧化氢体系能更准确地评估Cr和Pb对环境的危害.     

土壤-水稻系统中重金属的富集特征及对土壤元素标准限的判定

在调查研究广东省江门市土壤与水稻元素的含量基础上,对江门市水稻重金属元素的富集特征进行了探讨,并根据水稻重金属富集系数与土壤重金属含量的关系趋势,对暂无明确标准的土壤元素进行适宜含量的判定.结果表明,水稻重金属As、Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Hg和Cr元素中,部分样品Cd的富集系数大于1且小于2,表明存在一定的富集状况,其他元素的富集系数均未超过1,表明并无明显富集.水稻重金属的富集系数的顺序为:CdCuZnNiAsHgCrPb.水稻中重金属元素的富集系数随土壤重金属含量升高的变化趋势分为两部分,开始为明显降低,当达到一个阈值时降低趋势明显变缓.与《土壤环境质量标准》Ⅰ级标准相比,除Hg和Pb超标率较高外,这个阈值基本处于各元素标准值的1/5—1/3之间,同时也表明土壤中各重金属含量值在此范围内为适宜含量.水稻中S、F、Cl、I、Ga、Sr、Se元素的富集系数与土壤对应元素的含量比值与重金属元素趋势一致,即可利用土壤重金属元素呈现的规律判断无明确标准元素的适宜含量范围.可以得出土壤中S、F、Cl、I、Ga、Sr、Se的含量适宜范围分别为:450—800、480—800、900—1500、2.4—4.0、75—125、123—205、1.2—2.0 mg·kg~(-1).     

雷州半岛土壤-水果作物系统重金属元素潜在生态风险评价及富集特征研究

通过测定雷州半岛土壤及水果作物As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn等8种重金属元素的含量,分析雷州半岛水果作物表层土壤重金属元素潜在生态风险,并探讨土壤-水果作物系统中重金属元素的富集特征。结果表明,(1)雷州半岛水果作物表层土壤重金属元素含量的平均值除Pb元素之外,其他均超过广东省土壤环境背景值,As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn元素分别为广东省土壤环境背景值的1.72、3.26、1.97、5.30、2.77、7.83、0.94和3.61倍,表明雷州半岛表层土壤重金属元素呈现一定程度的富集现象;从变异系数看,Ni元素的变异系数为115%,属于强变异性;其余7种元素的变异系数在10%—100%之间,具中等变异性,表明雷州半岛水果作物表层土壤重金属元素含量受人为活动影响较大。(2)雷州半岛水果作物表层土壤潜在生态风险平均值为267.16,总体上属于中等—强污染风险;其中,徐闻县、雷州市、麻章区为强污染风险,廉江市、霞山区、坡头区和吴川市为中等污染风险。(3)研究区水果重金属元素含量除了草莓外,其他水果的重金属含量均未超过国家食品污染物限量标准,总体上处于安全状态;但不同水果对同一种重金属元素的吸附能力存在差异,以草莓和番石榴对重金属元素的吸附能力最强,与农药化肥的施用有一定的关系。(4)研究区水果作物与土壤的重金属含量总体上为较弱正相关,富集系数平均值均1,表明重金属元素在土壤-水果作物系统中迁移、转化和富集能力较低。     

电感耦合等离子体发射光谱法同时测定河流沉积物和煤飞灰中常量、微量和痕量元素

由于电感耦台等离子体发射光谱法(ICP-AES)具有基体干扰少、校正曲线线性范围宽以及可以同时测定多元素等特点而得到广泛应用。然而在分析复杂基体样品时,亦必须考虑谱线干扰和背景扣除。其常用方法为选择干扰较少的分析线、以萃取方法分离除去基体、合成与样品基体相似的标准溶液或以标准样品进行标准化和应用校正     

不同地区何首乌无机元素含量的比较

采用ICP法测定了不同地区何首乌植物及其生境土壤中的15种元素(Al、B、Ba、Ca、Cu、Fe、K、Mg、Mn、Na、Ni、P、Sr、Ti、Zn),分析比较了各种元素在不同地区何首乌体内和生境土壤中的分布规律及不同地区何首乌对无机元素的吸收富集能力.结果表明,不同地区何首乌和土壤中无机元素含量存在着显著差异,德庆、井冈山、靖西三地何首乌的Mn含量较高;不同地区何首乌对元素的富集系数无显著性差异,而何首乌对不同无机元素的富集系数则有显著差异,主要表现在对Ca、K、Mg、Sr的吸收富集能力较强.表6参14     

土壤和沉积物中的聚合有机质对多环芳烃分布和提取的影响

为了研究土壤和沉积物中凝聚型有机碳(碳黑、干酪根)的含量及其对多环芳烃(PAHs)分布和提取的影响,分别用三氟醋酸(TFA)和在375℃下通氧燃烧的方法从珠江三角洲2个污染土壤和5个河口沉积物样品中提取酸非水解有机碳(NHC)和碳黑(BC);用索氏抽提法和不同溶剂的加速溶剂萃取法(包括连续加速萃取法ASESum和标准溶剂萃取法ASESTD)抽提土壤和沉积物中的多环芳烃,并在不同温度梯度(25℃到150℃)下用水为溶剂加速溶剂萃取其水溶态.结果表明,1)NHC是珠江三角洲土壤和沉积物中总有机碳的重要组成部分,NHC碳明显高于BC碳,NHC和BC分别占土壤和沉积物中有机碳的25.6%￣73.8%和4.64%￣17.3%.2)3种有机溶剂(丙酮、甲苯1、甲苯2)连续抽提的PAHs含量是索氏抽提的2.11倍;5种ASE方法(丙酮、甲苯1、甲苯2、ASESum、ASESTD)提取的PAHs含量与NHC含量存在明显的相关性,而且比PAHs含量与BC或无定型有机碳(AOC)含量的相关性更明显.3)在不同温度梯度下水溶态PAHs浓度符合Van’tHoff方程.研究说明除了BC外,非水解有机碳对土壤和沉积物中PAHs的分布和提取具有重要影响.     

两类生物炭的元素组分分析及其热稳定性

通过元素分析、红外光谱和热重分析探讨了4种不同来源生物炭(玉米芯、香蕉杆、草海底泥、泥炭土)的理化性质及热稳定性.结果表明,生物炭的制备是一个逐渐从"软质碳"向"硬质碳"过渡的过程,制备过程中生物炭含碳量增加,芳香性增强,形成致密的碳结构,其中的含氧官能团被大量烧失,极性减弱,憎水性增强,不易被土壤中的微生物利用,有利于增加生物炭在土壤中的稳定性.热重实验显示,沉积物生物炭拥有比植物生物炭更好的热稳定性,这是因为沉积物中无机矿物对有机质起到了保护作用.     

同位素稀释电感耦合等离子体质谱测定环境和生物样品中的镉

建立电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定镉同位素比值的方法,应用同位素稀释电感耦合等离子体质谱(ID-ICP-MS)对环境和生物样品茶叶、湖沉积物和人发标准物质中的镉进行测定研究.对电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)的工作条件和参数进行了最优化.讨论了多原子离子和同量异位素对镉同位素比值的影响,通过天然镉标准溶液对质量歧视进行了校正,并优化同位素稀释剂的加入量.将该方法应用于茶叶、人发和沉积物标准物质的测定.     

环境样品的X射线荧光分析

本文主要介绍大气、水体、土壤和生物样品的X射线荧光分析,并讨论气溶胶样品的采集、薄膜标准的制备、水样的预富集方法,如共沉淀、离子交换、萃取和蒸发,土壤及沉积物的粉末压片、熔融、化学处理等制样方法,以及生物样品中痕量元素的分析。     

太湖流域水体和沉积物重金属时空分布特征及潜在生态风险评价

为了研究太湖流域重金属含量分布特征及污染现状,采用ICP-MS和直接汞分析仪对2012年11月至2013年8月期间太湖流域98个点位水体和沉积物中Cr、Cu、Zn、As、Cd、Pb和Hg进行监测。结果表明:水体中ρ(Cr)、ρ(Cu)、ρ(Zn)、ρ(Cd)、ρ(Pb)、ρ(As)和ρ(Hg)年平均值分别为0.88、3.21、10.96、3.29、0.019、0.07和0.021μg·L~(-1),均没有超过GB 3838—2002《地表水环境质量标准》,而沉积物中w(Cr)、w(Cu)、w(Zn)、w(Cd)和w(Pb)年平均值分别为102.32、65.24、185.64、0.93、45.88 mg·kg~(-1),这5种重金属含量均超过GB 15618—2008《土壤环境质量标准》,其中Cd含量为标准值的4.7倍。而w(As)和w(Hg)年平均值为9.87和0.107 mg·kg~(-1),只有标准值的65.8%和71.3%。水体和沉积物中重金属含量的时空分布存在显著差异。平水期水体Cr和Cu浓度高于枯水期和丰水期,丰水期Zn和As浓度最大,Cd、Pb和Hg浓度在枯水期、平水期、丰水期稳定,无显著变化。Cr、Cu、Zn、As、Cd、Hg这6种重金属浓度在运河水系中最高,苕溪水体中最低,太湖水体中处于中等值,平水期沉积物中Cr和Cu浓度高于枯水期和丰水期。沉积物中Zn、Cd和Hg含量则以丰水期为最高,枯水期最低;As和Hg含量以枯水期为最高。运河水系和出湖水系沉积物中Cr、Cu和Pb含量明显超出标准值,而其他水系低于或者接近标准值。沉积物中Zn含量最高的为出湖水系和运河水系,而Cd含量最高的为宜溧河水系和太湖。太湖流域沉积物中7种重金属的潜在生态风险因子从大到小依次为Cd、Hg、Cu、As、Pb、Cr和Zn。Cd是最主要的生态风险贡献因子,其生态危害程度为强水平。宜溧河水系生态风险指数为278.13,属于重生态危害,而其他水系处于中等生态危害水平。